Claims (13)
1. Способ извлечения дополнительного тепла из потока FG1 отходящих газов, имеющего кислотный материал и макрочастицы отходящих газов, с помощью предварительного воздухоподогревателя (250), имеющего впускное отверстие (253) для отходящих газов, выпускное отверстие (254) для отходящих газов и множество теплообменных поверхностей (542), включающий в себя этапы, на которых:1. A method of extracting additional heat from an exhaust gas stream FG1 having an acidic material and particulate exhaust gas using a pre-heater (250) having an exhaust gas inlet (253), exhaust gas outlet (254) and a plurality of heat exchange surfaces (542), which includes the steps in which:
a. принимают поток FG1 отходящих газов во впускное отверстие (253) для отходящих газов предварительного воздухоподогревателя (250);a. receiving the exhaust gas stream FG1 into the inlet (253) for the exhaust gases of the pre-heater (250);
b. вычисляют массовый расход кислотного материала, проходящего в отходящих газах FG1;b. calculate the mass flow rate of the acid material passing in the exhaust gas FG1;
c. вычисляют массовый расход щелочных частиц (275), нагнетаемых в поток FG1 отходящих газа для нейтрализации кислотного материала;c. calculating the mass flow rate of alkaline particles (275) injected into the exhaust gas stream FG1 to neutralize the acidic material;
d. нагнетают щелочные частицы (275) с распределением размеров частиц при вычисленном массовом расходе в поток отходящих газов выше по потоку от предварительного воздухоподогревателя (250) в месте, которое позволяет провести надлежащее смешивание щелочных частиц с отходящим газом до того, как он попадет в предварительный воздухоподогреватель;d. pump alkaline particles (275) with a particle size distribution at the calculated mass flow rate into the exhaust gas stream upstream of the pre-heater (250) in a place that allows proper mixing of alkaline particles with the exhaust gas before it enters the pre-heater;
e. вычисляют степень скопления макрочастиц отходящих газов;e. calculate the degree of accumulation of particulate exhaust gases;
f. на основании вычисленной степени скопления макрочастиц (275) отходящих газов регулируют по меньшей мере, одно из:f. based on the calculated degree of accumulation of particulate matter (275) of the exhaust gases, at least one of:
i. массового расхода, при котором щелочные частицы нагнетаются в отходящие газы, иi. mass flow rate at which alkaline particles are pumped into the exhaust gas, and
ii. распределения размеров щелочных частиц (275), нагнетаемых в отходящие газы, таким образом, что:ii. size distribution of alkaline particles (275) injected into the exhaust gases, so that:
когда падение давления больше, чем заранее определенный порог, происходит нагнетание относительно большего процента крупных частиц, вследствие чего больше щелочных частиц (275) вступают в контакт с теплообменными элементами (542), прилипают к ним и нейтрализуют кислотный материал, конденсирующийся на этих элементах (542), аwhen the pressure drop is greater than a predetermined threshold, a relatively large percentage of large particles is injected, as a result of which more alkaline particles (275) come into contact with heat exchange elements (542), adhere to them and neutralize the acid material condensing on these elements (542 ), but
когда падение давления меньше, чем заранее определенный порог, происходит нагнетание относительно малого процента крупных частиц;when the pressure drop is less than a predetermined threshold, a relatively small percentage of large particles is injected;
g. при этом нагнетаемые щелочные частицы действуют, уменьшая скопление макрочастиц отходящих газов на теплообменных элементах (542), снижая обрастание и коррозию теплопередающих поверхностей и внутренних компонентов предварительного воздухоподогревателя (250) и увеличивая термический кпд предварительного воздухоподогревателя (250).g. at the same time, injected alkaline particles act by decreasing the accumulation of particulate exhaust gases on the heat exchange elements (542), reducing the fouling and corrosion of the heat transfer surfaces and internal components of the pre-heater (250) and increasing the thermal efficiency of the pre-heater (250).
2. Способ по п.1, при котором мелкие щелочные частицы имеют диаметр, равный 1-150 микрон.2. The method according to claim 1, wherein the small alkaline particles have a diameter of 1-150 microns.
3. Способ по п.1, при котором крупные щелочные частицы имеют диаметр, равный 150-250 микрон.3. The method according to claim 1, wherein the large alkaline particles have a diameter equal to 150-250 microns.
4. Способ по п.1, при котором этап коррекции распределения размеров щелочных частиц включает в себя этап, на котором:4. The method according to claim 1, wherein the step of correcting the size distribution of alkaline particles includes a step in which:
регулируют распределение размеров щелочных частиц (275) путем управления работой измельчителя (277) для получения требуемого массового количества щелочного материала и придания щелочному материалу размеров частиц в соответствии с желаемым распределением.adjust the size distribution of alkaline particles (275) by controlling the operation of the grinder (277) to obtain the desired mass amount of alkaline material and give the alkaline material particle sizes in accordance with the desired distribution.
5. Способ по п.1, при котором этап вычисления степени скопления макрочастиц отходящих газов включает в себя этапы, на которых:5. The method according to claim 1, wherein the step of calculating the degree of accumulation of particulate exhaust gases includes the steps in which:
a. измеряют падение давления на предварительном воздухоподогревателе (250) от впускного отверстия (253) для отходящих газов до выпускного отверстия (254) для отходящих газов; иa. measure the pressure drop on the pre-heater (250) from the inlet (253) for the exhaust gas to the outlet (254) for the exhaust gas; and
b. сравнивают измеренное падение давления с, по меньшей мере, одним заранее определенным порогом, чтобы получить в результате степень скопления макрочастиц отходящих газов.b. comparing the measured pressure drop with at least one predetermined threshold to obtain a degree of accumulation of particulate exhaust gases.
6. Способ по п.1, при котором предварительный подогреватель (250) представляет собой вращающийся предварительный воздухоподогреватель, имеющий ротор, который вращается электродвигателем, питаемым электрическим током I изменяющегося напряжения V, а этап вычисления степени скопления макрочастиц отходящих газов включает в себя этапы, на которых:6. The method according to claim 1, wherein the preheater (250) is a rotating preheater having a rotor that is rotated by an electric motor fed by an electric current I of a varying voltage V, and the step of calculating the degree of accumulation of particulate exhaust gases includes the steps of which:
a. измеряют напряжение V и электрический ток I;a. measure voltage V and electric current I;
b. сравнивают измеренный ток при измеренном напряжении с заранее определенным током для того же напряжения, чтобы определить разность токов; иb. comparing the measured current at the measured voltage with a predetermined current for the same voltage to determine the difference in currents; and
с. сравнивают разность токов с заранее запомненной информацией о преобразовании, чтобы определить степень скопления макрочастиц отходящих газов.from. comparing the current difference with the pre-stored conversion information to determine the degree of accumulation of particulate exhaust gases.
7. Система (215) обработки и рекуперации тепла выхлопов (ОРТВ), предназначенная для более эффективной рекуперации тепла из печи (26), производящей нагретые отходящие газы FG1, имеющие пары кислоты и вовлекаемые макрочастицы отходящих газов, содержащая:7. An exhaust heat treatment and recovery system (21TR) designed to more efficiently recover heat from a furnace (26) producing heated exhaust gases FG1 having acid fumes and entrained exhaust gas particles, comprising:
a. предварительный воздухоподогреватель (250), соединенный с печью (26) и имеющий:a. a pre-heater (250) connected to the furnace (26) and having:
впускное отверстие (253) для отходящих газов, выполненное с возможностью приема отходящих газов FG1,an exhaust gas inlet (253) configured to receive exhaust gas FG1,
множество теплообменных пластин (542) для извлечения тепла из отходящих газов FG1 иa plurality of heat exchanger plates (542) for extracting heat from the exhaust gases FG1 and
выпускное отверстие (254) для отходящих газов, предназначенное для выпуска отходящих газов FG2 после того, как те прошли по теплообменным пластинам (542);an exhaust gas outlet (254) for discharging exhaust gases FG2 after they have passed through the heat exchanger plates (542);
b. датчики (310) отходящих газов для мониторинга физических и химических условий в пределах отходящих газов;b. exhaust gas sensors (310) for monitoring physical and chemical conditions within the exhaust gas;
c. датчики (301, 303) падения давления, выполненные с возможностью измерения падения давления от впускного отверстия (253) предварительного воздухоподогревателя до выпускного отверстия (254) предварительного воздухоподогревателя;c. pressure drop sensors (301, 303), configured to measure a pressure drop from the inlet (253) of the pre-heater to the outlet (254) of the pre-heater;
d. систему (276) для нагнетания щелочи, реагирующую на управляющие сигналы из другого устройства, для введения щелочных частиц в поток FG1 отходящих газов выше по потоку от предварительного воздухоподогревателя (250), когда тот включен; иd. a system (276) for injecting alkali, responsive to control signals from another device, for introducing alkaline particles into the exhaust gas stream FG1 upstream of the pre-heater (250) when it is turned on; and
e. программируемый логический контроллер (ПЛК) (305), выполненный с возможностью:e. programmable logic controller (PLC) (305), configured to:
вычисления массового расхода щелочных частиц (275) на основании определяемых условий в отходящих газах иcalculating the mass flow of alkaline particles (275) based on the determined conditions in the exhaust gases and
управления системой (276) для нагнетания щелочи для регулирования сравнительного соотношения мелких и крупных частиц среди щелочных частиц (275) на основании падения давления, измеренного от впускного отверстия (253) для отходящих газов до выпускного отверстия (254) для отходящих газов иcontrol system for injecting alkali (276) to regulate the comparative ratio of small and large particles among alkaline particles (275) based on the pressure drop measured from the inlet (253) for the exhaust gas to the outlet (254) for the exhaust gas and
нагнетания - при вычисленном массовом расходе - щелочных частиц (275), имеющих скорректированное сравнительное соотношение мелких частиц и крупных частиц, для нейтрализации кислотных материалов в отходящих газах.injection - at the calculated mass flow rate - alkaline particles (275), having an adjusted comparative ratio of small particles and large particles, to neutralize acidic materials in the exhaust gases.
8. Система (215) по п.7, в которой датчики (310) отходящих газов включают в себя, по меньшей мере, один из:8. The system (215) according to claim 7, in which the sensors (310) of the exhaust gases include at least one of:
a. датчика расхода, выполненного с возможностью измерения массового расхода отходящих газов;a. a flow sensor configured to measure a mass flow rate of exhaust gases;
b. датчика макрочастиц, выполненного с возможностью измерения концентрации макрочастиц отходящих газов в отходящих газах; иb. a particulate sensor configured to measure a concentration of particulate exhaust gas in the exhaust gas; and
c. датчика для отбора проб, выполненного с возможностью измерения, по меньшей мере, одного химического параметра макрочастиц отходящих газов в отходящих газах.c. a sensor for sampling, configured to measure at least one chemical parameter of the particulate exhaust gas in the exhaust gas.
9. Система (215) по п.7, в которой ПЛК также выполнен с возможностью вычисления массового расхода щелочных частиц на основании:9. The system (215) according to claim 7, in which the PLC is also configured to calculate the mass flow rate of alkaline particles based on:
массового расхода отходящих газов, влагосодержания отходящего газа, концентрации кислотных материалов, концентрации макрочастиц отходящих газов и определяемого химического состава макрочастиц отходящих газов.the mass flow of exhaust gases, the moisture content of the exhaust gas, the concentration of acidic materials, the concentration of particulate exhaust gases and the determined chemical composition of the particulate exhaust gas.
10. Система (215) по п.7, в которой система (276) для нагнетания щелочи выполнена с возможностью введения щелочных частиц (275), имеющих некоторый диапазон размеров.10. The system (215) according to claim 7, in which the system (276) for pumping alkali is configured to introduce alkaline particles (275) having a certain size range.
11. Система (215) по п.7, в которой предварительный воздухоподогреватель (250) содержит вспомогательное выпускное отверстие для вывода второго потока нагретого воздуха.11. The system (215) according to claim 7, in which the pre-heater (250) contains an auxiliary outlet for outputting a second stream of heated air.
12. Система (215) по п.7, в которой предварительный воздухоподогреватель (250) дополнительно содержит:12. The system (215) according to claim 7, in which the pre-heater (250) further comprises:
второе впускное отверстие (256) для приема вспомогательного вводимого воздуха.a second inlet (256) for receiving auxiliary input air.
13. Эффективная малозатратная печная система, имеющая:13. An efficient, low-cost kiln system having:
a. печь (26), работающую на ископаемом топливе, которая производит нагретые отходящие газы;a. a fossil fuel stove (26) that produces heated exhaust gases;
b. предварительный воздухоподогреватель (250), соединенный с печью (26) и выполненный с возможностью:b. a pre-heater (250) connected to the furnace (26) and configured to:
приема нагретых отходящих газов,receiving heated exhaust gases
нейтрализации кислот в нагретых отходящих газах,neutralization of acids in heated exhaust gases,
извлечения нагретого воздуха для горения для печи (26),extracting heated combustion air for the furnace (26),
извлечения дополнительного нагретого воздуха, используемого в других местах в системе,extracting additional heated air used elsewhere in the system,
снижения температуры отходящих газов до значения ниже кислотной точки росы отходящих газов, иlowering the temperature of the exhaust gas to a value below the acid dew point of the exhaust gas, and
снижения объема отходящих газов, покидающих предварительный воздухоподогреватель (250); иreducing the amount of exhaust gas leaving the pre-heater (250); and
c. оборудование для обработки отходящих газов, подключенное к предварительному воздухоподогревателю (250) ниже по потоку от него, являющееся более компактным и менее дорогим, чем используемое в системах, которые не имеют предварительных воздухоподогревателей (250), нейтрализующих кислоты отходящих газов.
c. waste gas processing equipment connected to a pre-heater (250) downstream of it, which is more compact and less expensive than used in systems that do not have pre-heaters (250) that neutralize the exhaust gas acids.